ЭЛЕКТРОПНЕВМАТИЧЕСКИЙ АМОРТИЗАТОР Российский патент 2013 года по МПК F16F9/04 F16F6/00 

Изобретение относится к виброзащитной технике, а именно к опорным виброзащитным элементам для подвески транспортных средств, и может использоваться при транспортировке тяжелых грузов.

Известна конструкция пневмоамортизатора, описанная в а.с. №1106936, М.кл. F16F 9/04, содержащая обойму, пуансон, резинокордные диафрагму и догружающую оболочку. В уравновешенном состоянии нагрузка воспринимается только диафрагмой, усилия, создаваемые обоими гофрами догружающей оболочки, уравновешены, оболочка в восприятии не участвует. При работе амортизатора догружающая оболочка создает дополнительное усилие, направленное в сторону, противоположную усилию диафрагмы, тем самым уменьшая упругие свойства пневмоамортизатора. Регулирование упругой характеристики происходит за счет изменения давления газа в догружающей оболочке. Однако регулирование упругой характеристики пневмоамортизатора затруднено из-за значительного объема догружающей оболочки.

Известно также устройство пневматического амортизатора, описанное в а.с. №1758308, М.кл. F16F 9/00 (прототип), содержащее обойму, пуансон, соединенные между собой эластичным упругим элементом, установленные коаксиально последним и соосно между собой соленоиды, составной сердечник, жестко соединенный с обоймой, имеющий две магнитных части, установленные на равном расстоянии между катушками соленоидов в положении статического равновесия, и немагнитную проставку между магнитными частями.

Основным недостатком устройства является низкая эффективность гашения колебаний амортизируемого объекта в связи с тем, что катушки соленоидов постоянно включены в работу и создают разностное суммарное усилие. Причем непосредственно при смене режимов работы пневматического амортизатора это усилие имеет направление, способствующее развитию колебания, так, при движении вниз основное усилие, направленное также вниз за счет втягивания магнитного сердечника в катушку, будет создавать нижний электромагнит. При движении амортизируемого объекта вверх за счет энергии упругого эластичного элемента аналогичная ситуация происходит с верхним электромагнитом. Эти явления снижают эффективность гашения колебаний и плавность хода транспортного средства.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности гашения колебаний и плавности хода транспортного средства за счет управления работой соленоидов.

Поставленная задача достигается тем, что в известном амортизаторе, содержащем обойму, пуансон, соединенные между собой эластичным упругим элементом, установленные коаксиально последним и соосно между собой соленоиды, составной сердечник, жестко соединенный с обоймой, имеющий две магнитных части, установленные на равном расстоянии между катушками соленоидов в положении статического равновесия, и немагнитную проставку между магнитными частями, согласно изобретению, катушки соленоидов подключены к источнику питания через силовые ключи блока управления, внутри каждого соленоида и коаксиально ему расположена обмотка преобразователя перемещений, подключенная к блоку управления.

Блок управления содержит соединенные последовательно генератор задающего напряжения, преобразователь перемещения объекта, устройство выделения полезного сигнала, формирователь сигнала скорости объекта, устройство разделения сигнала управления, а также устройства управления силовыми ключами и силовые ключи, причем генератор задающего напряжения соединен с устройством выделения полезного сигнала, а устройство разделения сигнала управления соединено с устройствами управления силовыми ключами, выходы которых соединены с управляющими входами силовых ключей.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где

- на фиг.1 представлен предложенный электропневматический амортизатор;

- на фиг.2 приведена структурная схема блока управления.

Электропневматический амортизатор содержит обойму 1, пуансон 2, соединенные между собой эластичным упругим элементом 3, установленные коаксиально последним и соосно между собой катушки соленоидов: верхнюю катушку 4 и нижнюю катушку 5, составной сердечник 6, жестко соединенный с обоймой 1, имеющий две магнитных части 7 и 8, установленные на равном расстоянии между катушками 4 и 5 соленоидов в положении статического равновесия, и немагнитную проставку 9 между магнитными частями 7 и 8. Катушки 4 и 5 соленоидов подключаются или отключаются от источника питания с помощью блока управления 10. Внутри катушек соленоидов 4 и 5 коаксиально им расположены обмотки 11 и 12 преобразователя перемещений 13 объекта, подключенные к блоку управления 10.

Блок управления 10 содержит соединенные последовательно генератор задающего напряжения 14, преобразователь перемещения 13 объекта, устройство выделения полезного сигнала 15, формирователь сигнала скорости объекта 16, устройство разделения 17 сигнала управления, а также устройства управления 18 и 19 силовыми ключами и силовые ключи 20 и 21 для подключения катушек 4 и 5 соленоидов к источнику питания. Генератор задающего напряжения 14 соединен также с устройством выделения полезного сигнала 15. Устройства управления 18 и 19 силовыми ключами соединены соответственно с управляющими входами силовых ключей 20 и 21, которые подключают к источнику питания или отключают от него соответственно катушки 4 и 5 соленоидов.

Электропневматический амортизатор работает следующим образом.

В исходном положении электропневматический амортизатор заполнен сжатым газом и занимает положение, изображенное на чертеже. При колебаниях транспортного средства происходит смещение обоймы 1 с амортизируемым объектом относительно пуансона 2, сердечник 6 перемещается относительно катушек 4 и 5 соленоидов.

При движении обоймы 1 и сердечника 6 вниз осуществляется процесс сжатия газа, при этом магнитная часть 8 сердечника 6 перемещается и входит в нижнюю катушку 5 соленоида, а магнитная часть 7 сердечника 6 перемещается и выходит из верхней катушки 4 соленоида. При этом блок управления 10 подключает к источнику питания верхнюю катушку 4, а нижняя катушка 5 отключена от источника питания. Сила притяжения верхнего по чертежу электромагнита противодействует совместно с упругой силой сжатого газа перемещению сердечника 6 и амортизируемого объекта, при этом снижается ход перемещения амортизируемого объекта вниз и аккумулируется энергия эластичного упругого элемента за счет сжатия газа.

При движении обоймы 1 и сердечника 6 вверх осуществляется процесс расширения газа, при этом магнитная часть 8 сердечника 6 перемещается и выходит из нижней катушки 5 соленоида, а магнитная часть 7 сердечника 6 перемещается и входит в верхнюю катушку 4 соленоида. При этом блок управления 10 подключает к источнику питания нижнюю катушку 4, а верхняя катушка 5 отключена от источника питания. Сила притяжения нижнего по чертежу электромагнита сдерживает упругую силу сжатого газа, противодействует перемещению сердечника 6 и амортизируемого объекта, при этом снижается ход перемещения амортизируемого объекта вверх. Далее процессы повторяются. При изменении напряжения источника питания можно получать разные усилия соленоидов и регулировать, таким образом, упругодемпфирующую характеристику пневматического амортизатора.

Блок управления 10 работает следующим образом.

В обмотках 11 и 12 преобразователя перемещения 13 объекта протекают токи от генератора задающего напряжения 14 и одновременно наведенные токи от силовых токов обмоток соленоидов 4 и 5. Устройство выделения полезного сигнала 15 производит операцию фильтрации и формирует сигнал, пропорциональный перемещению объекта. Формирователь сигнала скорости объекта 16 образует разнополярные сигналы, при перемещении объекта вниз формируется сигнал отрицательной полярности, а при перемещении объекта вверх - сигнал положительной полярности. Устройство разделения управления 17 в зависимости от знака сигнала формирует управляющее воздействие на подключение разных катушек соленоидов. При расширении сжатого газа формируется положительный сигнал, и устройство разделения управления 17 подключает к источнику питания нижнюю катушку 5 с помощью устройства управления 19 силовым ключом и силового ключа 21, при сжатии газа формируется отрицательный сигнал, и устройство разделения управления 17 подключает к источнику питания верхнюю катушку 4 с помощью устройства управления 18 силовым ключом и силового ключа 20.

Таким образом, введение раздельного управления соленоидами в зависимости от режима работы электропневматического амортизатора позволяет снизить размах колебаний амортизируемого объекта. При изменении напряжения источника питания можно получать разные усилия соленоидов и регулировать, таким образом, упругодемпфирующую характеристику электропневматического амортизатора. Использование предлагаемого электропневматического амортизатора позволяет повысить эффективность гашения колебаний и плавность хода транспортного средства, а также улучшает условия работы экипажа и обеспечивает требуемую сохранность спецгрузов при транспортировке.

Изобретение относится к виброзащитной технике. Электропневматический амортизатор содержит обойму (1) и пуансон (2), соединенные между собой эластичным упругим элементом (3). Коаксиально им и соосно между собой установлены соленоиды (4, 5). Сердечник (6) выполнен составным и жестко соединен с обоймой. Две магнитные части (7, 8) сердечника установлены на равном расстоянии между катушками соленоидов в положении статического равновесия. Между магнитными частями сердечника расположена немагнитная проставка (9). Катушки соленоидов подключены к источнику питания через силовые ключи блока управления (10). Внутри катушек соленоидов и коаксиально им расположены обмотки (11, 12) преобразователя перемещений объекта, подключенные к блоку управления. Достигается повышение эффективности гашения колебаний и плавности хода транспортного средства. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Электропневматический амортизатор, содержащий обойму, пуансон, соединенные между собой эластичным упругим элементом, установленные коаксиально последним и соосно между собой соленоиды, составной сердечник, жестко соединенный с обоймой, имеющий две магнитные части, установленные на равном расстоянии между катушками соленоидов в положении статического равновесия, и немагнитную проставку между магнитными частями, отличающийся тем, что катушки соленоидов подключены к источнику питания через силовые ключи блока управления, внутри каждого соленоида и коаксиально ему расположена обмотка преобразователя перемещений, подключенная к блоку управления.

2. Электропневматический амортизатор по п.1, отличающийся тем, что блок управления содержит соединенные последовательно генератор задающего напряжения, преобразователь перемещения объекта, устройство выделения полезного сигнала, формирователь сигнала скорости объекта, устройство разделения сигнала управления, а также устройства управления силовыми ключами и силовые ключи, причем генератор задающего напряжения соединен с устройством выделения полезного сигнала, а устройство разделения сигнала управления соединено с устройствами управления силовыми ключами, выходы которых соединены с управляющими входами силовых ключей.